Tabla periódica con números de oxidación y calculadora

El número de oxidación de un elemento es la carga que tendría cada átomo si todos sus enlaces fueran iónicos. Aquí tienes los números de oxidación de los 118 elementos en una tabla con buscador y, arriba, una calculadora que aplica las reglas de la IUPAC para hallar el número de oxidación de un elemento en cualquier fórmula o ion, con la ecuación resuelta paso a paso.

¿Qué son los números de oxidación?

El número o estado de oxidación es un indicador del grado de oxidación de un átomo dentro de un compuesto químico. Representa la carga eléctrica hipotética que tendría un átomo si todos sus enlaces con otros elementos fueran 100 % iónicos. Esta convención es vital para rastrear la transferencia de electrones en las reacciones de oxidación-reducción (redox).

A diferencia de la valencia, que solo indica la cantidad de enlaces que un átomo puede formar, el estado de oxidación incluye un signo. Un signo positivo indica pérdida teórica de electrones (oxidación), mientras que un signo negativo indica ganancia de electrones (reducción). Por ejemplo, el carbono tiene una valencia de 4, pero sus estados de oxidación varían desde -4 (en el metano, CH4) hasta +4 (en el dióxido de carbono, CO2).

Cómo leer la tabla y de dónde salen los datos

La columna «Estados más comunes» recoge los números de oxidación con los que el elemento aparece en la mayoría de sus compuestos; «Otros estados conocidos» añade los que se han observado en compuestos concretos, a veces poco frecuentes. El estado 0 corresponde al elemento sin combinar (Fe, O2, P4…).

Los datos proceden de la compilación de estados de oxidación de Greenwood y Earnshaw y de la IUPAC, a través de la base de datos de elementos mendeleev. En los elementos a partir del rutherfordio (Z = 104) son en gran parte valores predichos, porque solo se han producido unos pocos átomos.

Las tablas de «valencias» de formulación de secundaria y bachillerato suelen listar un subconjunto: por ejemplo, el cobre con +1 y +2, o el hierro con +2 y +3. Ambos aparecen en esta tabla; si un número no está en la columna de más comunes, búscalo en la de otros estados conocidos.

Reglas de la IUPAC para asignar números de oxidación

Para determinar el estado de oxidación de un elemento en un compuesto, la IUPAC establece una jerarquía de reglas. Primero, el estado de oxidación de cualquier elemento libre (como O2 o Fe) es siempre 0. Segundo, los metales alcalinos (Grupo 1) siempre tienen +1, y los alcalinotérreos (Grupo 2) siempre tienen +2 en sus compuestos.

El flúor, siendo el elemento más electronegativo, siempre actúa con -1. El hidrógeno suele ser +1 (excepto en hidruros metálicos, donde es -1), y el oxígeno suele ser -2 (excepto en peróxidos y frente al flúor). Finalmente, la regla de oro: la suma algebraica de todos los números de oxidación en una molécula neutra debe ser 0, y en un ion poliatómico debe igualar la carga del ion.

Ejemplo resuelto: cálculo en el ácido sulfúrico

Supongamos que queremos hallar el estado de oxidación del azufre (S) en el ácido sulfúrico (H2SO4). Sabemos que es una molécula neutra, por lo que la suma de cargas es 0. Aplicando las reglas, el hidrógeno (H) tiene un estado de +1 y el oxígeno (O) de -2.

Planteamos la ecuación algebraica: 2(+1) + x + 4(-2) = 0. Simplificando, obtenemos 2 + x - 8 = 0, lo que se reduce a x - 6 = 0. Al despejar la incógnita, descubrimos que x = +6. Por lo tanto, el estado de oxidación del azufre en el H2SO4 es +6. Puedes comprobar este mismo cálculo utilizando la herramienta interactiva superior.

Potenciales estándar de reducción y oxidación

La tabla de potenciales de oxidación y reducción (E°) mide la tendencia de una especie química a ganar electrones (reducirse) o perderlos (oxidarse) bajo condiciones estándar (25 °C, 1 atm, 1 M). Se miden en voltios (V) tomando como referencia el electrodo estándar de hidrógeno, cuyo potencial se define arbitrariamente como 0.00 V.

Un potencial de reducción muy positivo (como el del flúor, +2.87 V) indica un agente oxidante extremadamente fuerte, que roba electrones con facilidad. Por el contrario, un potencial muy negativo (como el del litio, -3.04 V) señala a un agente reductor poderoso, que cede sus electrones rápidamente. Conocer estos valores permite predecir si una reacción redox ocurrirá de forma espontánea.

Cómo usar esta herramienta

1. Para consultar un elemento, escribe su nombre o símbolo en el buscador de la tabla (por ejemplo «hierro» o «Fe»).
2. Para calcular, escribe la fórmula del compuesto o ion, por ejemplo K2Cr2O7 o Ca(NO3)2.
3. Si es un ion, indica su carga (por ejemplo -2 para el dicromato, Cr2O7).
4. Escribe el símbolo del elemento que quieres calcular: el resultado y la ecuación resuelta paso a paso se actualizan al instante.

Preguntas frecuentes

Fuentes

• IUPAC. Compendium of Chemical Terminology (Gold Book): «oxidation state»
• N. N. Greenwood y A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2.ª ed., Butterworth-Heinemann
• mendeleev: base de datos de propiedades de los elementos